Оценка осадко-гелеобразующей способности полимерной композиции реаком при взаимодействии с хлоридом кальция

№49-2,

технические науки

В статье приведены результаты лабораторных экспериментов с новой осадко-гелеобразующей полимерной композицией Реаком. Выполнена оценка её осадкообразующей способности при коагуляции, показана перспективность применения.

Похожие материалы

С 1989 г. на нефтяных месторождениях Башкортостана начали активно проводиться полимер-кислотные обработки (ПКО) и ремонтно-изоляционные работы (РИР) по ограничению притока воды с использованием полимера гипан (гидролизованный полиакрилонитрил) и применением в качестве коагулянтов солей (хлоридов) 2-х или 3-х валентных металлов [1,2,3], а позднее и полимеры гивпан (гидролизованные волокна полиакрилонитрила) [4, 5]. Геолого-технические мероприятия с применением этих реагентов позволяют обеспечивать технологический эффект [3]. С 2008 г. начал применяться реагент ПВВ (полимер водный всесезонный), а в качестве коагулянта - раствор алюмохлорида (АlСl3) [6]. Однако, как показала практика его использования, необходима дальнейшая отработка в промысловых условиях технологий применения тампонирующих составов. По мере увеличения продолжительности ни эксплуатации, истощения карбонатных коллекторов и роста обводненности добываемой продукции технологии интенсификации добычи нефти и ограничения притока воды, основанные на применении гипана или гивпана, уже не обеспечивают высоких показателей эффективности. По этой причине проводится постоянный поиск более совершенных осадко-гелеобразующих полимерных материалов.

С этой целью предложено применение новой полимерной композиции Реаком, производимой предприятием ООО НПЦ "Комплекс-Ойл», а в качестве коагулянта - раствор хлорида кальция (СаС12) или алюмохлорида.

Проведены лабораторные исследования по изучению реологических свойств полимера Реаком для определения оптимальной концентрации, удовлетворяющей технологическим требованиям по закачке реагентов в призабойную зону скважины. Обычно вязкость полимерных материалов при закачке насосными агрегатами рекомендуется выбирать на уровне 20-30 мПа-с. На рис. 1 представлена зависимость вязкости раствора Реакома от его объемной концентрации при температурах 20 и 35°С.

По результатам этих экспериментов (рис. 1) выбрана оптимальная концентрация раствора полимерной композиции Реаком- 20 %

Зависимость вязкости раствора Реакома от его концентрации
Рисунок 1. Зависимость вязкости раствора Реакома от его концентрации

Для оценки эффективности объемного осадко-гелеобразования проведены лабораторные исследования с 20 %-ным раствором полимера Реаком. Смешение растворов полимера и коагулянта (СаС12 концентрацией от 2,5 до 30 %) проводилось в широком диапазоне объемных соотношений (от 1/5 до 5/1 соответственно) при постоянной температуре 20°С. Общий объем смеси реагентов оставался одинаковым при различных объемных соотношениях и составлял 50 мл. Время реагирования - 4 часа. Затем замерялся объем образовавшегося осадка и по визуальным наблюдениям описывалась его структура.

Для сравнительного анализа также проведены лабораторные эксперименты с реагентом ПВВ по идентичной методике.

На рис. 2 и 3 представлены зависимости между удельным объемом полученного осадка (отношение объема осадка к объему исходного раствора полимера) и соотношением объемов реагентов (полимера и коагулянта) для полимеров Реаком и ПВВ соответственно.

Из представленных зависимостей видно, что полимер Реаком характеризуется большим удельным объемом осадка, чем ПВВ при тех же объемных соотношениях. При применении реагентов на месторождениях, соотношение объемов полимера и коагулянта и годится в пределах от 1,5/1 до 1/4 соответственно. Поэтому, для сопоставления зависимостей на рис. 4 представлен усредненный удельный объем осадка полимеров Реаком и ПВВ в этом диапазоне соотношений. Видно, что реагент Реаком не уступает реагенту ПВВ, а при малых значениях соотношений существенно превосходит его по эффективности объемного осадкообразования. Учитывая неоднородность и нестационарность процессов смешения растворов полимеров с коагулянтами в призабойной зоне пласта, это может иметь большое значение.

В ходе эксперимента также проводились визуальные наблюдения и описание структуры образовавшегося осадка, поскольку характер осадка следует учитывать при выборе оптимальных концентраций и соотношений объемов реагентов дляпроведения ГТМ. 

Зависимость удельного объема осадка полимера Реаком от соотношения объемов реагентов
Рисунок 2. Зависимость удельного объема осадка полимера Реаком от соотношения объемов реагентов
Зависимость удельного объема осадка полимера ПВВ от соотношения объемов реагентов
Рисунок 3. Зависимость удельного объема осадка полимера ПВВ от соотношения объемов реагентов
Зависимость удельного объема осадка полимеров от соотношения объемов реагентов
Рисунок 4. Зависимость удельного объема осадка полимеров от соотношения объемов реагентов

При больших величинах соотношений объемов Реакома и хлористого кальция (до 2/1) наблюдается желеобразная однородная масса во всем объеме (низкие концентрации СаС12 до 10%), которая с ростом концентрации СаС12 переходит в рыхлую пастообразную мелкодисперсную массу с вкраплениями жидкости. При других соотношениях объемов реагентов осадок рыхлый, хлопьевидный, мелкодисперсный, однородный, взвешенный в жидкости. С уменьшением величины соотношения наблюдается образование крупнодисперсных хлопьев и комочков продуктов реакции.

Таким образом, можно заключить, что Реаком является более перспективным осадко-гелеобразующим реагентом для проведения РИР и ПКО. Рабочие концентрации раствора СаС12составляют 15-25%, а наиболее эффективные соотношения объемов растворов Реакома и хлористого кальция - 1/2-1/4. Для дальнейшего изучения эффективности применения нового полимера необходимо проведение не только лабораторных, но и промысловых испытаний с применением полимерной композиции Реаком в качестве осадко-гелеобразующего реагента для РИР и ПКО.

Список литературы

  1. Масагутов Р.Х., Козлов В.И., Иванова Т.В., Андреев Ю.В.О ПЕРСПЕКТИВАХ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ВЕРХНЕДОКЕМБРИЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЗАПАДНОГО БАШКОРТОСТАНА. //Геология. Известия Отделения наук о Земле и природных ресурсов Академия наук Республики Башкортостан. 1997. № 1. С. 16.
  2. Афанасьев В.С., Масагутов Р.Х., Надежкин А.Д. НИЖНЕПЕРМСКИЕ КАРБОНАТЫ -ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ОБЪЕКТ ДЛЯ ПОИСКА НЕФТИ В БАШКИРИИ. //Геология нефти и газа. 1987. № 6. С. 1.
  3. Масагутов Р.Х., Козлов В.И., Андреев Ю.В., Иванова Т.В. О ПЕРСПЕКТИВАХ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ВЕНДСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЗАПАДНОГО БАШКОРТОСТАНА //Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 1997. № 1. С. 2.
  4. Солоницин С.Н., Светлакова А.Н., Масагутов Р.Х. О ТЕКТОНИКЕ И НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ВНУТРЕННЕГО БОРТА ЮРЮЗАНО-АЙСКОЙ ВПАДИНЫ //Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 1999. № 4. С. 2.
  5. Исхаков И.А., Лозин Е.В., Масагутов Р.Х. ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ. УФА //Экономика и управление. 2002. № 1. С. 26.
  6. Хамитов Р.А., Чернов А.Л., Исхаков И.А., Лозин Е.В., Масагутов Р.Х., Валеев Г.З., Киселев В.В. ИЗУЧЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ДОДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ БАШКОРТОСТАНА //В сборнике: Минерально-сырьевая база Республики Башкортостан: реальность и перспективы Материалы Республиканской научно-практической конференции. 2002. С. 60-76.
  7. Масагутов Р.Х. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ФУНДАМЕНТА ВОСТОЧНОЙ ОКРАИНЫ ЮЖНО-ТАТАРСКОГО МАКРОБЛОКА //Нефтяное хозяйство. 2003. № 3. С. 28-30.
  8. Лукьянов Ю.В., Сафонов Е.Н., Лозин Е.В., Масагутов Р.Х. СЫРЬЕВАЯ БАЗА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН: ПЕРСПЕКТИВЫ И ПРОБЛЕМЫ ЕЕ ОСВОЕНИЯ//Нефтяное хозяйство. 2007. № 4. С. 10-14.